Способ измерения энергии электронов в пучке от ускорителя Советский патент 1985 года по МПК G01T1/00 

tt , Л1,

00

ю сд Изобретение относится к измерите ной технике, а конкретнее к способа измерения и контроля энергии электр нов в пучке от ускорителей Известен способ измерения энерги электронов 3 пучке от ускорителя заключающийся в том, что регистриру ют раздельно токи электронов из сло поглотителя, прйлег-ающаго к поверхности и из всего поглотителя и по о ношению этих токов, судят об энерги электронов в пучке ГП . Точность этогого способа не зави сит от нестабильности тока пучка электронов от ускорителя, однако, мала ввиду сравнительно небольшой чувствйтельноетй. к изменениям энергий, так как коэффициент пропускания толстого прилегающего к поверхности слоя поглотителя слабо-зависит от энергий электронов в пучке. Известен способ измерения энергии электронов В пучке от ускорителя, заключающийся в том, что регист рируют электроны в поглотителе на двух различных расстояниях от облучаемой пучком поверхности 2J. Точность зтого способа также невысокая , Цель изобретения -повышение точ ностй измерения энергии электронов в узком пучке. . Цель достигается тем, что в спо собе измерения энергии электронов в пучке, заключающемся в том, что регистрируют электроны в поглотителе на двух различных расстояниях от облучаемой пучком поверхности, одновременно регистрируют обратнорассеянные электроны, вьшедшие из области поверхности поглотителя, на которую непосредственно падает пучок, и по результатам всех регистрации судят об энергии электронов в пучке. При использЬв аний качества меры энергии электронов величин .типа .o.Mi. Ь1-Ьк.Г U. U: uj.. ЦцЦп-tJtn Ui и т,д, чувствительностьQ к изменениям энергии выше, чем для известных способов, а изменения тока пучка йе влияют на результат измерения энергии.. На фиг,1 изображена схема, поясняющая реализацию предлагаемого способа; на фиг. 2 - распределения обратнорассеянных электронов по поверхности поглотителя; на фиг.З схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг. 4 зависимость относительного изменения потока из области поверхности поглотителя; на которую непосредственно падает пучок, от энергии электронов в пучке, на фиг.5 - зависимость относительного изменения потока при фиксированном изменении энергии электронов в пучке от сечения пучка. Цри измерении отклонения энергии электронов от номинального.значения, например, Е бмэВ, в пучке с диаметром сечения 21, 2 мм от бетатрона на энергию 2-6 МэВ пучок (фиг.1) направляют, например, на циркониевый поглотитель 1 (атомный номер 40, плотность /э 6,5 г/см ). Регистрируют поглощенную дозу в слоях :поглотителя толщиной ISiBi 62 мм на расстояниях 6 1 мм и 2 3,5 мм от поверхности поглотителя, а также регистрируют обратнорассеянные электроны, вьшедшие из области поверхности поглотителя с диаметром равным диаметру сечения пучка 2 г 2 мм т.е. из области, на которую непосредственно падает пучок. Толщина слоев, в которых регистрируют электроды в поглотителе при этом намного меньше пробега электронов с начальной энергией электронов в пучке EQ 6 МэВ в материале поглотителя, причем первому слою соответствует восходящая часть распределения .поглощенной дозы по глубине поглотителя, а второму - нисходящая часть. Диаметр пучка также составляет в этом случае малую долю пробега электронов в материале поглотителя, т.е. пучок является узким. Распределение обратнорассеянных электронов по поверхности поглотителя для узкого пучка показано на фиг.2. Из области поверхности поглотителя, диаметром 2г 2мм, на 1 оторую непосредственно падает пучо электронов, при это1М Вшодит ;лйшь часть обратнорассеянных электронов,

распределенных в целом практйчейки

по области понерхности диаметром.

(2г )ll мм

Изменение энергии электронов в пучке приводит также к tiepepacnpeделению поглощенной дозы в.поглотителе, в результате которого происходит уменьшение регистрируемой поглощенной энергии в приповерхностном слое поглотителя и увеличении во втором.

Для регистрации энергии, поглощенной в слоях, используют тонкие сцинтилляторы 2 и 3 (фиг.З) сцинтилляционных датчиков 4 и 5, а для регистрации обратнорассеянных электронов, вьшедших из области диаметром 2 Г0 2 мм - сцинтилляционный датчик 6 со сцинтиллятором 7 в сочетании с коллиматором 8, имеющим канал 9 для проводки пучка 2 Гр 2 и канал 10 регистрации против которого установлен датчик 6. Канал регистрации ограничен поверхностью, пересекающей по окружности диаметром 2Гдторец коллиматора 11, находящийся в контакте с поверхностью поглотителя. Увеличение энергии приводит к уменьшению сигнала датчика 4 U. , к увеличению сигнала датчика 5 Uij и к уменьшению сигнала датчика 6 Uj,,. При этом величина а. ,

Uu.lUi

-изменяется в например q гUnr/Un

Цп/и,, раз сильнее, чем LI,, / U, , которая явлйётся мерой энергии электронов в известнЬй способе .

На фиг. 4 показано обусловливающёе й5Шнеййё сигнала О ,„ ;и расчетное относительноеизменение потока обратиорассеянных электронов Р из области, на которую непосредственно падает узкий пучок электронов при увеличении энергии от 2,4 до 6. Кривая 2 соответствует вкладу от уменьшения КОР . Изменение U,,, достиг&ет 20, в то время, как КОР изменяется только в 2 раза.

,

На фиг.З показана зависимость относительного изменения Р от величины радиуса сечения пучка f, при изменении энергии электронов в пучке от 2,4 до 6 МэВ. С увеличением Гц наблюдается уменьшение относительного изменения, которое для Го 6 мм (т.е. при перекоде к широкому пучку) уже обязано в основном зависимости КОР от энергии.

Предлагаемый способ обеспечивает более высокую точность контроля энергии в узких пучках электронов от ускорителя, чем известные способы.

Способ, предназначен для определения нестабильности энергии ускорения циклических электронных ускорителей. Способ может использоваться для исследования нестабильности энергетических спектров электронов в различных областях сечения широкого пучка.

5 rdrdtf кор

О

; ,f

Фиг.2

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭНЕР;гаи ЭЛЕКТРОНОВ в ТТУЧКЕ от УСКОРИТЕЛЯ, заключающийся 1в том, что регистрируют электроны в поглотителе на двух различных расстояниях от облучаемой пучком поверхности, отличающийс я тем, что, с целью првьппения точности измерения энёргий эЛёктронов в узком пучке, одновременно регистрируют о.братнорассеянные электроны, вьппедшие из области поверхности поглотителя, на которую непосредственно падает пучок, и по результатам всех регистрации судят об энергии электронов в . (Л

i iMiii u&iix f ief asiJ f i j-.Aitf:

-t

ю

Кор

Vs

2 3 f

70 ,ffyg Фс/г.4

2,4M3S

i 6M3e

/fOfl,

fojfiM